摘要：【目的】研究亚硝酸盐胁迫下植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）WU14亚硝酸盐还原酶（nitritereductase,NirS）的作用机制,为发酵食品中应用乳酸菌纯种培养技术降解亚硝酸盐奠定基础。【方法】在37℃培养条件下,测定含0.02%—0.16%NaNO2的MRS培养液中L.plantarum WU14 24 h的生长密度、pH及NaNO2降解量。通过PCR扩增和TA克隆得到NirS,并克隆到乳酸乳球菌食品级细胞内高效诱导表达载体pRNA48中,获得重组菌L.lactis NZ9000/pRNA48-NirS。重组菌经30 ng.mL^-1 nisin诱导后,经SDS-PAGE和盐酸萘乙二胺法分析目的蛋白的表达情况及NirS酶活。通过生物信息学软件预测分析NirS编码的蛋白质二三级结构、跨膜结构及疏水性。【结果】L.plantarum WU14能够在NaNO2浓度小于0.12%的MRS培养基中生长并降解一部分NaNO2,在0.10%NaNO2培养液中发酵24 h后降解量达到最大,为56.34μg.mL^-1,NirS酶活达2 347.5 U.mL^-1。NirS编码的蛋白质是一种以α-螺旋和无规则卷曲为主,不存在信号肽和跨膜结构的亲水蛋白。NirS可在L.lactis NZ9000中高效表达,该重组菌能够在NaNO2浓度低于0.10%的GM17培养基中生长并降解一部分NaNO2,在含0.04%NaNO2的培养液中亚硝酸盐降解量达到最大,为22.21 mg.mL^-1,NirS酶活为925.41 U.mL^-1。【结论】L.plantarum WU14的NirS能够降解高浓度的亚硝酸盐,并且经食品级异源表达的NirS具有较高的酶活力。本研究为探索研究亚硝酸盐降解的机理,建立发酵食品中亚硝酸盐降解的可控发酵体系提供了参考。

关键词：植物乳杆菌wu14 亚硝酸盐胁迫 亚硝酸盐还原酶 食品级高效诱导表达 

单位：江西农业大学生物科学与工程学院 南昌330045